双向可控硅在温度控制上的应用

### 双向可控硅在温度控制上的应用及功率控制原理 #### 一、双向可控硅简介 双向可控硅（简称BT）是一种广泛应用于交流功率控制的半导体器件，它具有五层三端结构，其工作特性类似于一对反向并联的单向可控硅。这种结构使得双向可控硅能够在交流电路中实现正负两个方向的功率控制，极大地简化了电路设计。 #### 二、双向可控硅的工作原理 当双向可控硅的门极不加触发信号时，其阳极和阴极之间的电路处于阻断状态。一旦在其门极施加触发信号，不论该信号是正还是负，双向可控硅都可以被触发导通。值得注意的是，在负电压下，触发信号必须是负的才能使双向可控硅导通，这是当前市场上大多数双向可控硅的特点。 双向可控硅的关断依赖于主电流过零点。这意味着，在每个交流周期中，当电流自然下降到零时，双向可控硅会自动关闭，无需额外的控制信号。 #### 三、双向可控硅在温度控制中的应用 在温度控制系统中，双向可控硅的应用极为广泛且成功。加热元件（如电阻丝）作为负载时，通常具有接近于1的功率因数，这使得双向可控硅在控制过程中相对轻松，并且对器件本身的性能要求不高。 ##### 1. 相控调压 相控调压是通过改变双向可控硅在每个交流周期中的导通角度来调节加热器上的平均功率。这种方式的优势在于触发线路简单，负载上的功率波动较小。然而，当双向可控硅的电流容量不大时，由于波形不理想，可能会导致对电源的干扰增加。 ##### 2. 正弦波群脉冲调压 另一种方法是采用“正弦波群脉冲调压”，通过调整双向可控硅在一个完整的交流周期内导通和阻断的周波数来控制加热器的平均功率。当负载的热惯性较大时，这种方法更为适用。此外，如果触发信号能够在电压过零点加入，即采用零触发技术，则能够将对电源的无线电干扰降至最低。 #### 四、双向可控硅的特殊性能 虽然双向可控硅的工作原理与一对反向并联的单向可控硅类似，但它们在某些性能上有明显的区别： 1. **额定电流表示法**：普通可控硅的额定电流通常使用半波整流电流的平均值表示，而双向可控硅的额定电流则使用交流电流的有效值表示。这意味着一个额定电流为1A的双向可控硅实际上只等同于一对额定电流为0.707A的普通可控硅反向并联。 2. **换向能力**：双向可控硅在承受换向的能力上不如反向并联的普通可控硅，导致其在高温下的性能较差。 3. **过电压保护**：普通可控硅在遭受反向过电压时可能会永久损坏，而双向可控硅具有雪崩特性，不会损坏只会出现转折现象。因此，双向可控硅的过电压保护电路可以简化。 选择双向可控硅还是普通的可控硅反向并联需要根据具体的应用场景和需求来决定。对于温度控制应用而言，双向可控硅因其简化电路结构、易于控制等优势成为首选。